用于部件浸润研究的试验装置、控制方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种磁极部件、纤维增强材料及其试验装置、控制方法，该试验装置包括：容器具有内部设有用于盛装粘接剂的粘接剂放置腔；定位部件用于将被测试部件定位于所述容器内部并部分位于所述粘接剂放置腔内部；粘接剂加热部件用于对粘接剂进行加热；粘接剂温度传感器，用于测量粘接剂的温度；控制器，根据所述粘接剂温度传感器所检测的温度信号开启或者关闭所述粘接剂加热部件，以维持所述粘接剂放置腔中粘接剂处于预设温度；通过本发明专利技术所提供的试验装置可以提前获得永磁电机磁极防护成型注胶工艺中玻璃纤维增强材料或磁极部件与粘接剂两者的最佳配合温度组合，有利于获得防护覆层成型质量控制的关键影响因素的数据。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及永磁电机磁极防护成型工艺生产过程粘接剂填充固化
，特别涉及一种磁极部件、纤维增强材料及其试验装置、控制方法。
技术介绍
永磁电机是以磁场为媒介进行机械能和电能相互转换的电磁装置，其广泛应用于各种场所。其中永磁电机的永磁材料磁性是影响永磁电机发电性能的重要因素之一。请参考图1，图1为永磁电机的永磁磁极局部结构示意图。永磁电机的永磁磁极包括磁轭壁1、压条2、磁极部件3，磁轭壁1一般为圆筒壁，预加工好的压条2使用螺栓4等紧固件安装于磁轭壁1的内周壁，压条2沿轴向延伸，并且沿周向均布有若干压条2，压条2的位置固定后，再将磁极部件3沿轴向推至相邻压条2之间相应位置，压条2的横截面一般为梯形，即压条2的两侧壁为梯形斜面，沿径向磁极部件3被限位于相邻压条2形成的梯形空间内部。磁极部件3为永磁材料，永磁材料的主要成分为钕铁硼，钕铁硼中的铁和钕比较容易氧化，引起磁性能变化，故为了尽量避免外界环境对于磁极部件3磁性能的影响，一般在磁极部件3的表面浇注一层防护覆层6，具体工艺详见以下描述。首先，安装真空袋于磁轭壁1的内壁，真空袋与磁轭壁1形成模腔，压条2、磁极部件3被包覆于模腔内部，一般为了增加防护覆层6的强度，压条2表面还预先铺设有一层纤维增强材料。其次，利用真空泵对模腔抽真空以使增强材料被压实在压条2和磁极部件3表面，并引出磁极部件3表面和磁轭壁1之间的残余空气，再将粘接剂(树脂类)真空灌注模腔，树脂自模腔一端进入沿轴向向另一端流动的同时浸渍纤维增强材料、填充磁极部件3与磁轭壁1之间缝隙、磁极部件3与压条2之间缝隙、覆盖压条2以及磁极部件3表面，待粘接剂充满整个模腔和空隙、缝隙后，再浸润、浸渍模腔内与固体的接触面以控制固化工艺过程形成树脂基增强材料防护覆盖层。防护覆盖层6虽然在一定程度上对磁极部件3起到很好的保护作用，但是在长期使用过程中，周围环境的水分能够导致纤维及粘接剂基体发生化学变化，引起纤维及基体的性能下降，水分通过扩散可进入防护覆层6与压条2、磁极部件3之间的界面，引起相互粘接的界面剥离，导致材料力学性能的下降。粘接剂在温度和湿度改变的环境下会因胀缩而产生失配变形和失配应力，影响结构的变形和造成材料的损伤。粘接的界面在模塑形成过程中不可避免存在许多微裂纹等缺陷，在升温膨胀和降温收缩时每个微裂纹的张开、闭合的状态不同，造成了热胀系数的升温、降温过程中的不一致性，裂纹或剥离层面会逐渐增大，降低了防护覆层6的机械性能。并且在使用过程中水分子首先容易侵入防护覆层6内部的自由空间以及孔洞、气泡、微裂纹等微观缺陷处，故初期吸湿较快。因此，如何提高电机磁极部件表面防护覆层的使用寿命，是本领域内技术人员亟待解决的技术问题。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本专利技术提供一种用于部件浸润研究的试验装置，包括以下部件：容器，内部设有用于盛装粘接剂的粘接剂放置腔；定位部件，用于将被测试部件定位于所述容器的粘接剂放置腔以使所述被测试部件的部分置于粘接剂中；粘接剂加热部件，设置于所述粘接剂放置腔内部或者外部，用于对粘接剂进行加热；粘接剂温度传感器，用于测量所述粘接剂放置腔内部粘接剂的温度；采集部件，用于获取所述被测试部件与粘接剂之间形成的弯月面信息；控制器，用于控制所述粘接剂加热部件工作，使粘接剂处于不同温度，根据获取的不同温度下的弯月面信息计算相应的所述被测试部件与粘接剂之间的接触角，并获得最小接触角对应的粘接剂温度。这样，本专利技术所提供的试验装置在使用时，可以先将纤维增强材料或磁极部件等被测试部件通过定位部件置于粘接剂放置腔的适当位置，粘接剂放置腔内部可以盛装一定量的粘接剂，粘接剂温度传感器可以将粘接剂的实时温度反馈至控制器，控制器可以控制粘接剂加热部件开启或关闭使粘接剂处于不同温度，同时采集部件可以获取不同温度条件下弯月面信息并计算相应接触角，最后显示最小接触角所对应的粘接剂温度。通过该试验装置可以获取不同粘接剂温度下被测试部件与粘接剂的接触角。试验证实，不同粘接剂温度下，同一被测试部件与粘接剂的接触角是不相同的，并且不同被测试部件在同一粘接剂温度下其接触角也是不一样的。根据本试验装置可以确定获得某一被测试部件最佳接触角的粘接剂温度。一般认为，接触角越小，液体对固体的浸润效果越好。即通过本专利技术所提供的试验装置可以提前获得永磁电机磁极防护成型工艺生产过程注胶工艺中纤维增强材料和磁极部件的最佳粘接剂温度，有利于获得防护覆层的成型质量控制的关键影响因素的数据。可选的，还包括部件加热器和部件温度传感器；所述部件加热器，设置于所述被测试部件的内部，用于对所述被测试部件的被覆表面进行加热；所述部件温度传感器，用于测量所述被测试部件与粘接剂接触的的表面温度；所述控制器还进一步控制所述部件加热器进行工作，使被测试部件处于不同温度，获取所述被测试部件和所述粘接剂之间的粘接层处于不同温度梯度下的弯月面信息，根据所述弯月面信息计算相应接触角，获得最小接触角对应的被测试部件温度和粘接剂温度。可选的，所述部件加热器预先埋设于所述被测试部件内部；所述部件温度传感器包括感温部和传导部，所述感温部用于测温，且至少部分贴靠所述被测试部件的被覆表面；所述传导部埋设于所述被测试部件内部，其一端连接所述感温部，另一端穿出所述被测试部件内部连接所述控制器。可选的，还包括内部温度传感器，设置于所述被测试部件的内部，用于检测所述被测试部件的内部温度。可选的，所述定位部件包括以下部件：杠杆，可围绕一固定支点转动，所述杠杆的一端部悬置有位于所述粘接剂放置腔内的被测试部件，另一端部设有配重部件，所述配重部件用于平衡被测试部件的受力以使所述杠杆处于平衡位置。可选的，还包括支撑于地面或试验台的支架，所述杠杆的固定支点形成于所述支架的顶部。可选的，所述容器包括底壁、周壁和顶壁，所述底壁、周壁和顶壁围合形成容腔，所述粘接剂放置腔为所述容腔的部分；还包括拉绳或拉杆，所述拉绳或拉杆的下端连接所述被测试部件的上端部，所述拉绳或拉杆的上端穿过所述顶壁开设的通孔连接所述杠杆的相应端部。可选的，还包括动力部件，所述动力部件用于驱动所述容器绕其中心竖直轴线旋转。可选的，所述粘接剂加热部件为均布于所述粘接剂放置腔内部的加热网；或者/和，所述粘接剂加热部件内置于所述容器内壁中，所述粘接剂加热部件的接线端露置于所述容器的外部。可选的，所述采集部件所获取的弯月面信息为弯月面图像或视频，所述采集部件的信号输出端口连接所述控制器的信号输入端，将所述弯月面图像或视频传送到所述控制器，所述控制器对所述弯月面图像或视频进行图像处理或视屏处理获得粘接剂与所述被测试部件之间的接触角。可选的，所述采集部件包括摄像装置、显微镜和图像采集卡；所述摄像装置用于获取弯月面图像；所述显微镜用于将所述摄像装置获取的弯月面图像进行放大；所述图像采集卡接收经所述显微镜放大后的弯月面图像，并根据所述控制器设定的采样速率将弯月面图像清晰显示于显示屏。可选的，所述部件加热器为加热丝，所述被测试部件为纤维增强材料，其由所述加热丝与纤维共同编织形成，并且所述加热丝包裹于纤维内部；所述试验装置还包括悬吊骨架，所述玻璃纤维平展定位于所述悬吊骨架上，所述悬吊骨架的上端连接所杠杆。可选的，所述被测试部件为磁极部件。可选的，所述容器具本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于部件浸润研究的试验装置，其特征在于，包括以下部件：容器(10)，内部设有用于盛装粘接剂的粘接剂放置腔；定位部件，用于将被测试部件定位于所述容器(10)的粘接剂放置腔以使所述被测试部件的部分置于粘接剂中；粘接剂加热部件(12)，设置于所述粘接剂放置腔内部或者外部，用于对粘接剂进行加热；粘接剂温度传感器(11)，用于测量所述粘接剂放置腔内部粘接剂的温度；采集部件，用于获取所述被测试部件与粘接剂之间形成的弯月面信息；控制器(22)，用于控制所述粘接剂加热部件(12)工作，使粘接剂处于不同温度，根据获取的不同温度下的弯月面信息计算相应的所述被测试部件与粘接剂之间的接触角，并获得最小接触角对应的粘接剂温度。

【技术特征摘要】
1.一种用于部件浸润研究的试验装置，其特征在于，包括以下部件：容器(10)，内部设有用于盛装粘接剂的粘接剂放置腔；定位部件，用于将被测试部件定位于所述容器(10)的粘接剂放置腔以使所述被测试部件的部分置于粘接剂中；粘接剂加热部件(12)，设置于所述粘接剂放置腔内部或者外部，用于对粘接剂进行加热；粘接剂温度传感器(11)，用于测量所述粘接剂放置腔内部粘接剂的温度；采集部件，用于获取所述被测试部件与粘接剂之间形成的弯月面信息；控制器(22)，用于控制所述粘接剂加热部件(12)工作，使粘接剂处于不同温度，根据获取的不同温度下的弯月面信息计算相应的所述被测试部件与粘接剂之间的接触角，并获得最小接触角对应的粘接剂温度。2.如权利要求1所述的试验装置，其特征在于，还包括部件加热器和部件温度传感器(16)；所述部件加热器，设置于所述被测试部件的内部，用于对所述被测试部件的被覆表面进行加热；所述部件温度传感器(16)，用于测量与粘接剂接触的所述被测试部件的表面温度；所述控制器(22)还进一步控制所述部件加热器进行工作，使被测试部件处于不同温度，获取所述被测试部件和所述粘接剂之间的粘接层处于不同温度梯度下的弯月面信息，根据所述弯月面信息计算相应接触角，获得最小接触角对应的被测试部件温度和粘接剂温度。3.如权利要求2所述的试验装置，其特征在于，所述部件加热器预先埋设于所述被测试部件内部；所述部件温度传感器(16)包括感温部和传导部，所述感温部用于测温，且至少部分贴靠所述被测试部件的被覆表面；所述传导部埋设于所述被测试部件内部，其一端连接所述感温部，另一端穿出所述被测试部件内部连接所述控制器(22)。4.如权利要求3所述的试验装置，其特征在于，还包括内部温度传感器，设置于所述被测试部件的内部，用于检测所述被测试部件的内部温度。5.如权利要求2至4任一项所述的试验装置，其特征在于，所述定位部件包括以下部件：杠杆(19)，可围绕一固定支点转动，所述杠杆(19)的一端部悬置有位于所述粘接剂放置腔内的被测试部件，另一端部设有配重部件(17)，所述配重部件(17)用于平衡被测试部件的受力以使所述杠杆(19)处于平衡位置。6.如权利要求5所述的试验装置，其特征在于，还包括支撑于地面或试验台的支架(18)，所述杠杆(19)的固定支点形成于所述支架(18)的顶部。7.如权利要求5所述的试验装置，其特征在于，所述容器(10)包括底壁(101)、周壁(102)和顶壁(103)，所述底壁(101)、周壁(102)和顶壁(103)围合形成容腔，所述粘接剂放置腔为所述容腔的部分；还包括拉绳或拉杆，所述拉绳或拉杆的下端连接所述被测试部件的上端部，所述拉绳或拉杆的上端穿过所述顶壁开设的通孔连接所述杠杆(19)的相应端部。8.如权利要求2所述的试验装置，其特征在于，还包括动力部件，所述动力部件用于驱动所述容器(10)绕其中心竖直轴线旋转。9.如权利要求2所述的试验装置，其特征在于，所述粘接剂加热部件(12)为均布于所述粘接剂放置腔内部的加热网(121)；或者/和，所述粘接剂加热部件(12)内置于所述容器(10)内壁中，所述粘接剂加热部件(12)的接线端露置于所述容器(10)的外部。10.如权利要求2、3、4、8和9任一项所述的试验装置，其特征在于，所述采集部件所获取的弯月面信息为弯月面图像或视频，所述采集部件的信号输出端口连接所述控制器(22)的信号输入端，将所述弯月面图像或视频传送到所述控制器(22)，所述控制器(22)对所述弯月面图像或视频进行图像处理或视频处理获得粘接剂与所述被测试部件之间的接触角。11.如权利要求10所述的试验装置，其特征在于，所述采集部件包括摄像装置(33)、显微镜(31)和图像采集卡(32)；所述摄像装置(33)用于获取弯月面图像；所述显微镜(31)用于将所述摄像装置(33)获取的弯月面图像进行放大；所述图像采集卡(32)接收经所述立体显微镜(31)放大后的弯月面图像，并根据所述控制器(22)设定的采样速率将弯月面图像显示于显示屏。12.如权利要求5所述的试验装置，其特征在于，所述部件加热器为加热丝(15)，所述被测试部件为纤维增强材料(13)，其由所述加热丝(15)与若干根纤维共同编织形成，并且所述加热丝(15)包裹于纤维内部；所述试验装置还包括悬吊骨架(14)，所述纤维增强材料(13)平展定位于...

【专利技术属性】
技术研发人员：马盛骏，马万顺，
申请(专利权)人：北京金风科创风电设备有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11